石墨烯/δ-MnO_2复合材料的制备及其超级电容器性能

采用螯合法制备了RGO/δ-MnO_2复合材料,并用X射线粉末衍射(XRD)、低压氮气吸附脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱(EDS)、热重(TGA)对其结构和物相进行表征。采用循环伏安测试(CV)、恒电流充放电(GCD)以及循环测试对所制材料电化学储能进行测试。结果表明RGO/δ-MnO_2复合材料比纯石墨烯和纯δ-MnO_2具有更优异的电化学性能。当电流密度为1 A·g-1时,RGO/δ-MnO_2复合材料的比电容可达322.6 F·g-1,比纯δ-MnO_2电极材料高234.2 F·g-1,比纯石墨烯高212.1F·g-1。当电流密度放大10倍后,RGO/δ-MnO_2复合材料的比电容保留率为79.1%。在1000次恒流充放电测试后,比电容为252 F·g-1(99.6%),说明该方法制备的RGO/δ-MnO_2复合材料是一种有应用前景的超级电容器电极材料。     

石墨烯负载纳米SnO2复合材料制备及其电化学性能

采用水热方法制备了纳米金属氧化物SnO_2/石墨烯(RGO)复合材料,同时用相同工艺制备了纯SnO_2与纯RGO作为对比。SnO_2/RGO复合材料中SnO_2均匀分布在RGO结构中,晶粒尺寸约为5 nm,与合成的单相SnO_2相比晶粒尺寸显著减小。电化学性能测试表明,RGO、SnO_2和SnO2/RGO的首次可逆容量分别为339.3、862.7和1 054.2 m A·h/g,50次循环后容量分别为198.5、306.2和977.8 m A·h/g。SnO_2/RGO复合材料的可逆容量和循环稳定性比纯RGO和SnO_2有显著增加。电化学性能的提高归因于RGO的加入显著减小SnO2尺寸,提高了材料导电性,同时有效阻止了SnO_2团聚。     

Ni/Al-LDH/MCNTs原位复合材料的制备与电化学性能

以Ni(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素和MCNTs为原料,采用原位均相沉淀法制备了MCNTs含量(质量分数)分别为1%、3%和5%的Ni/Al-LDH/MCNTs复合电极活性材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征了材料的微观结构和形貌;采用循环伏安(CV)、电化学交流阻抗(EIS)和充放电测试研究了该复合材料作为镍氢电池正极材料的电化学性能。结果表明,在Ni/Al-LDH中复合MCNTs能够提高材料的电化学活性,降低电化学反应电阻,显著改善材料的大电流充放电性能。其中MCNTs含量为3%的Ni/Al-LDH/MCNTs复合材料具有最佳的电化学性能,在200、500、1000和2000mA·g-1电流密度下的放电比容量分别为330、321、307和288 mA·h·g-1,而未复合MCNTs的Ni/Al-LDH在2000 mA·g-1电流密度下放电比容量仅为205 mA·h·g-1。     

石墨烯/δ-MnO2复合材料的制备及其超级电容器性能

采用螯合法制备了RGO/δ-MnO₂复合材料,并用X射线粉末衍射（XRD）、低压氮气吸附脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能谱（EDS）、热重（TGA）对其结构和物相进行表征。采用循环伏安测试（CV）、恒电流充放电（GCD）以及循环测试对所制材料电化学储能进行测试。结果表明RGO/δ-MnO₂复合材料比纯石墨烯和纯δ-MnO₂具有更优异的电化学性能。当电流密度为1 A·g^-1时,RGO/δ-MnO₂复合材料的比电容可达322.6 F·g^-1,比纯δ-MnO₂电极材料高234.2 F·g^-1,比纯石墨烯高212.1 F·g^-1。当电流密度放大10倍后,RGO/δ-MnO₂复合材料的比电容保留率为79.1%。在1000次恒流充放电测试后,比电容为252 F·g^-1（99.6%）,说明该方法制备的RGO/δ-MnO₂复合材料是一种有应用前景的超级电容器电极材料。     

超级电容器复合电极材料Ni(OH)_2/GO的制备及其电化学性能研究

采用液相共沉淀法制备氢氧化镍/石墨烯(Ni(OH)2/GO)复合材料,通过电池测试系统检测对比Ni(OH)2与GO复合前后材料的电化学性能。测试结果表明,将Ni(OH)2与GO进行复合之后,复合材料的比电容达到141.3F·g-1,循环100次后容量保持率为94.6%,较单一的Ni(OH)2有较大的提高。     

石墨烯基电催化剂的合成与燃料电池性能研究

如今,生物乙醇及清洁能源,如醇类燃料电池(DAFCs)作为绿色能源引起广泛社会关注。最为明显是在设计和开发有效的阳极催化材料方面。本文使用一步溶剂热法合成还原态氧化石墨烯(reduced graphene oxide,RGO)/二氧化钛二元复合催化剂(RGO/TiO_2),以氧化石墨和钛酸四丁酯作为前驱体。并通过紫外光还原法,以H_2PtCl_6·6H_2O为前驱体,将Pt纳米颗粒直接沉积在石墨烯和TiO_2的界面间,制备出RGO/TiO_2/Pt三元复合材料,并对产物的形貌和结构进行了深入的研究。RGO/TiO_2/Pt三元纳米复合材料有望比传统的铂催化剂和RGO/Pt具有更高的催化活性和稳定性。     

氧化锡锑/石墨烯的制备及电除盐性能研究

采用水热合成法制备了不同掺杂比例的氧化锡锑/石墨烯纳米复合材料,用SEM、XPS和XRD进行表征,考察了该材料的电化学性能,并进行CDI测试。实验结果表明,ATO纳米颗粒的嵌入可以有效抑制石墨烯片间的自团聚效应,形成的复合材料呈现3D结构。当m(ATO)∶m(RGO)为20%时,ATO/RGO复合材料的比电容量(124.1 F/g)和电吸附性能(8.63 mg/g)最佳,远远超出石墨烯(74.3 F/g,3.98 mg/g)。     

漂浮型TiO2/石墨烯复合催化剂的制备及其性能

以空心玻璃微珠(HGM)为载体,采用水热法制备漂浮型石墨烯(RGO)-TiO_2复合光催化剂。首先将超声分散后的氧化石墨烯(GO)负载于经预处理后的HGM表面,而后以钛酸四丁酯为前驱体,在不使用还原剂条件下采用一步水热法制备出TiO_2/RGO/HGM复合光催化剂。研究了压力、GO(RGO)含量对复合光催化剂性能的影响。以罗丹明B(RhB)为降解对象分析了复合光催化剂的光催化降解效果。结果表明:GO成功负载于空心玻璃微珠表面,并通过水热过程在空心玻璃微珠表面原位还原生成RGO,二氧化钛形成RGO/HGM复合结构。此后,锐钛矿型TiO_2在RGO/HGM复合结构表面自组装成核并均匀负载从而形成TiO_2/RGO/HGM复合光催化剂。与TiO_2/HGM复合材料相比,TiO_2/RGO/HGM复合材料具有增强的光催化降解活性,再循环后具有良好的降解效果。此外,还提出了加载在HGM表面的RGO和TiO_2的可能机理和形成过程。     

静电纺丝制备一维结构Si/TiO_2/C负极复合材料及性能研究

研究通过静电纺丝工艺制备了锂离子电池负极复合材料Si/TiO_2/C,研究了硅与二氧化钛比例对其电化学性能的影响,发现Si与TiO_2摩尔比为1∶4的样品在0.1 C倍率循环50圈之后的比容量为322.8 mAh·g~(-1),优于其他比例样品,同时,交流阻抗谱(EIS)表明,该样品内阻明显低于其它样品。扫描电镜观察发现硅颗粒分散于一维棒状锐钛矿氧化钛之间,其充放电过程中较大的体积膨胀得到缓冲,同时碳的存在提高了复合材料的电导率,因此从整体上改善了所制备复合材料的电化学性能。     

二硫化钼/石墨烯复合电极的制备及其电化学储钠性能研究

二硫化钼(MoS_2)是一种稳定、安全、廉价的钠离子电池负极材料,但是二硫化钼的本征电导率较低,限制了钠离子电池的比容量和倍率性能。利用一步水热法制备了二硫化钼和还原石墨烯(MoS_2/RGO)复合体系,并用于钠离子电池负极材料中。还原石墨烯不仅能增强复合材料的导电性,而且能够提高MoS_2的结构稳定性,从而提升钠离子电池的比容量和循环稳定性。电化学测试结果表明,在1 A/g的电流密度下循环250次后,MoS_2/RGO复合电极的比容量仍然高达509 m A·h/g。     

RGO/In_2S_3复合修饰TiO_2纳米管阵列及其光催化应用

采用脉冲电沉积法将In_2S_3纳米粒子沉积在TiO_2纳米管阵列(NTs)上,得到In_2S_3–TiO_2 NTs。然后通过脉冲电沉积法将石墨烯薄膜修饰在In_2S_3–TiO_2 NTs上,制备出RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料。通过光电流测试和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)降解试验表征了RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs的光电性能和光催化性能。结果表明:相对于纯TiO_2 NTs,RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料的光生电子-空穴对的复合率更低,对可见光的吸收更强。光催化180 min后,RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料对2,4-D的降解效率高达93.36%,重复使用5次后仍有90.70%。     

Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)_2的电极材料及性能

采用快速冷冻沉淀法首次成功制备出Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)复合掺杂非晶态Ni(OH)2粉体材料。通过XRD、SAED、SEM、IR、Raman光谱及DSC-TG等对样品粉体的结构形态进行表征和分析,同时将样品合成电极材料并组装成MH/Ni模拟电池进行电化学性能测试,结果表明,样品材料内部结构缺陷多、无序性强、材料微粒大小比较均匀,并具有较好的分散性,结合水含量较多。将复合掺杂Fe(Ⅲ)5%和Al(Ⅲ)8%的样品材料制备镍正极并组装成MH/Ni模拟电池,在以80 mA·g-1恒流充电5.5 h,40 mA·g-1恒流放电,终止电压1.0 V的充放电制度下,进行充放电性能、比容量及其循环性能等电化学性能的测试,放电平台平稳,工作电压高达1.30 V,放电比容量达到357.6 mAh·g-1,且在电极过程中材料的稳定性增强、电化学阻抗较小,循环可逆性较好。     

ACMS/MnO_2复合电极材料的合成及其超电容性能研究

通过水热反应制备活性炭微球(ACMS),并在炭微球表面原位生成二氧化锰(MnO_2),合成炭微球/二氧化锰(ACMS/MnO_2)复合电极材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对复合材料结构进行表征;通过恒流充放电等对复合材料的电化学性能进行研究。测试结果表明,反应中生成的MnO_2均匀包覆在ACMS表面,得到了直径约为0.2~0.3μm的球体。复合材料ACMS/MnO_2的首次放电比容量为316.5F·g-1,循环100次后的容量保持率为82.6%,优于单一的MnO_2。     

CNTs/C复合材料的制备及性能

以乙醇作为碳源,Mo-Fe/C为催化剂,采用化学气相沉积法(CVD)制备碳纳米管(CNTs)/C复合材料,利用SEM和TEM对其形貌和结构进行表征。同时对于CNTs/C复合材进行电化学性能测试,碳纳米管的内径3~6 nm,外径20~22 nm。结果表明:CNTs/C作为锂离子电池的负极材料具有较高的电池容量,经过10次循环,电池比容量保持在385 m A·h·g-1。     

MXene/PANI复合材料的制备及其超电性能研究

本研究以MAXene(Ti_3AlC_2)刻蚀和剥离得到的MXene(Ti_3C_2)为基底,在酸性条件下将苯胺单体负载到MXene上制备MXene/PANI复合材料。利用场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对材料进行表征,在1 M H_2SO_4电解液中,对合成的复合材料进行电化学性能测试。结果表明,该种方法可成功制备MXene/PANI复合材料,在电流密度为0.5 A·g~(-1)时,复合材料比电容达到256.6 F·g~(-1),优异的电化学性能使得该材料可作为一种理想的超级电容器电极材料。     

松花粉模板法制备ZnFe_2O_4/C锂离子电池负极材料及其性能研究

利用松花粉为生物模板制备了多孔ZnFe_2O_4/C复合材料。研究了不同制备工艺参数对其电化学性能的影响,最佳条件所得ZnFe_2O_4/C在0.2 A g-1下首次充放电容量为884.2 m Ah·g-1/1244.6 m Ah·g-1,库仑效率为71%,循环到120圈时可逆放电比容量为985.8 m Ah·g-1。考察了不同粘结剂对ZnFe_2O_4/C电化学性能的影响,结果表明CMC作为粘结剂时,其电化学性能要优于以PVDF和ALG做粘结剂的样品,在10 A·g-1电流密度下材料的平均放电比容量仍能达到393.6 m Ah·g-1。     

锂离子电池正极材料V_2O_5多孔微球的合成及电化学性能研究

多孔结构V_2O_5材料在锂离子嵌入和循环稳定性方面有明显优势而引起广泛关注,然而通过简易方法来制备均匀且具有多孔结构的V_2O_5微球仍面临挑战。本文以偏钒酸铵作为钒源,通过简单的一步溶剂热反应后置于大气中进行烧结,最后制备了V_2O_5多孔微球。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学测试等手段对其进行表征和测试。结果表明,V_2O_5多孔微球作为锂离子电池正极材料具有良好的电化学性能,其首次放电比容量在0.2 C、1 C和4 C倍率时分别为249.7 m Ah·g-1、212 m Ah·g-1和160.1 m Ah·g-1,同时也表现出了良好的循环性能,其在1 C条件下循环50圈后的比容量为172.8 m Ah g-1,其保持率约为81%。     

Pt基直接乙醇燃料电池阳极催化剂的性能研究

采用水热法制备了高分散碳载Pt/C和Pt-SnOJC电催化剂.采用XRD、SEM、TEM和激光粒度仪等方法对制得的纳米催化剂进行了表面微观结构分析.采用电化学工作站测试循环伏安曲线(CV)等表征Pt/C和Pt-SnO2/C纳米催化剂电催化活性.测试结果表明,Pt-SnO2/C纳米催化剂的峰电流密度(131.05 mA·cm-2)是Pt/C催化剂的峰电流密度(65.48 mA·cm-2)的2倍;Pt-SnO2/C催化的电化学表面积(108.4 m2·g-1)远高于Pt/C催化剂的电化学表面积(99.14 m2· g-1);Pt-SnO2/C纳米粒子比Pt/C纳米粒子具有更强的抗CO中毒能力和更高的电催化活性.     

沥青炭填充提高SnO_2/还原氧化石墨烯负极材料Coulomb效率及储钠性能

SnO_2的储钠理论容量高,是很有前景的储钠材料,石墨烯导电性和力学性能良好,是理想的电极材料辅助材料。然而与石墨烯复合后获得的SnO_2/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料比表面积大,首次Coulomb效率低,影响了材料的规模应用。采用水热法,原位合成了SnO_2/RGO复合材料,并成功填充沥青炭制备了C/SnO_2/RGO复合材料。结果表明:C/SnO_2/RGO复合材料中SnO_2均匀分布在RGO结构中,晶粒尺寸约6 nm;沥青炭填充后的C/SnO_2/RGO首次Coulomb效率显著提高,比SnO_2/RGO提高近25%;100次循环以后SnO_2/RGO和C/SnO_2/RGO复合材料容量保持分别为442.1和479.8 m A·h/g;沥青炭的加入使得循环稳定性显著增加,材料的阻抗得到了大幅度改善,增加了SnO_2粒子、RGO以及沥青炭之间的电子以及离子传导性。     

CdS/TiO2复合材料的制备及其在不同波长光下的光催 化性能测试

以氯化镉、硫化钠和钛酸四丁酯为原料,通过水热合成法制备了不同比例,不同水热反应时间的CdS/TiO_2复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等对其组成和结构进行了测试和表征。将所制备的复合材料分别在395nm,425nm和465nm波长的灯光下进行光催化性能测试,研究结果表明采用水热合成法制备的CdS/TiO_2复合材料具有优异的光催化性能和可见光活性,在钛镉比为2∶1,水热反应时间为18h、光催化波长465nm的条件下,室温下反应140min几乎可将20mg/L亚甲基蓝溶液完全降解。该研究结果表明CdS/TiO_2纳米复合材料在光催化领域具有广泛的应用前景。